一种用于锯切活塞毛坯浇冒口的自动化设备总成的制作方法

本发明涉及活塞加工设备，具体为一种用于锯切活塞毛坯浇冒口的自动化设备总成。

背景技术：

1、活塞是内燃机燃烧室的主要组成部件，燃料燃烧的内能通过气体膨胀做功驱动活塞往复运动，并进而推动与活塞连接的曲轴转动，将动力输出至驱动轴。活塞工作过程中需要与气缸内壁反复磨擦，同时其头部直接暴露在燃烧室中的高温高压气体环境中，因此发动机活塞需要耐磨耐热，另外由于活塞是运动部件，为了降低惯性冲击，还需要尽可能降低重量。现有技术中较好地解决上述技术问题的方式是开发使用铝铸造活塞。

2、铝活塞的铸造毛坯在铸造成型时由于工艺限制带有浇冒口等工艺特征。本厂在生产铝活塞毛坯时，为了提升工作效率，会在一个模具上开设两个模腔，从而一次性浇铸成型两个铝活塞毛坯。两个铝活塞毛坯上除了其头部会形成浇冒口外，两个铝活塞毛坯之间还会固定连接有浇冒口。在进行后续的表面加工前，需要先将这些浇冒口进行切除后才能对铝活塞毛坯进行下一步的机械加工。

3、现有技术中，切除浇冒口的方式是工作人员手动将铝活塞的铸造毛坯放入锯床内，利用锯床对浇冒口进行单次锯切加工，锯切加工完一个浇冒口后重新装夹再锯切加工另一个浇冒口。加工效率低，且存在安全隐患。

4、因此，本发明提出一种新的技术方案，旨在解决工作人员手动将铝活塞的铸造毛坯放入锯床内进行单次锯切加工，加工效率低，且存在安全隐患的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种用于锯切活塞毛坯浇冒口的自动化设备总成，旨在达到自动将铝活塞毛坯放入锯床内进行锯切，且一次性可锯切所有浇冒口，从而提升工作效率和安全性的技术效果。

2、一种用于锯切活塞毛坯浇冒口的自动化设备总成，包括锯床、输料架、机械手和控制柜；

3、所述机械手包括底座、与底座固定连接的机座和设置在机座上的腰部，所述腰部上活动连接有大臂，所述大臂上活动连接有小臂，所述小臂上活动连接有用于夹紧铝活塞毛坯的夹爪组件，所述夹爪组件包括转动杆、安装板、大气动夹爪和两个小气动夹爪，所述转动杆的一端与小臂活动连接，所述转杆的另一端与安装板固定连接，所述大气动夹爪安装于安装板的底端，两个所述小气动夹爪均安装于安装板的前端；

4、所述锯床位于机械手的左侧，所述锯床包括工作台、第一锯切部分、第二锯切部分和夹具工装部分，所述第一锯切部分用于切除两个活塞毛坯的头部的浇冒口，所述第一锯切部分包括两个前后对称设置的第一锯切结构，所述第一锯切结构包括第一y轴滑轨、第一x轴滑轨、第一滑台和第一安装架，所述第一y轴滑轨固定于工作台的顶端，所述第一x轴滑轨沿着第一y轴滑轨的顶端前后移动，所述第一滑台沿着第一x轴滑轨的顶端左右移动，所述第一安装架固定于第一滑台的顶端，所述第一安装架上安装有第一锯片以及用于驱动第一锯片旋转的第一电机，所述第二锯切部分用于切除两个活塞毛坯之间的浇冒口，所述第二锯切部分包括第二x轴滑轨、滑座、支撑板和两个第二锯切结构，所述第二x轴滑轨固定于工作台的顶端，所述滑座沿着第二x轴滑轨左右滑动，所述支撑板固定于滑座的顶端，两个所述第二锯切结构前后对称设置于支撑板的顶端，所述第二锯切结构包括第二y轴滑轨、第二滑台和第二安装架，所述第二y轴滑轨固定于支撑板的顶端，所述第二滑台沿着第二y轴滑轨的顶端前后移动，所述第二安装架固定于第二滑台的顶端，所述第二安装架上安装有第二锯片以及用于驱动第二锯片旋转的第二电机，所述夹具工装部分位于第一锯切部分和第二锯切部分之间，所述夹具工装部分包括两个前后对称设置的夹具工装结构，所述夹具工装结构包括第三y轴滑轨、第三滑台和第三安装架，所述第三y轴滑轨固定于工作台的顶端，所述第三滑台沿着第三y轴滑轨的顶端前后移动，所述第三安装架固定于第三滑台的顶端，所述第三安装架的顶端安装有油缸，所述油缸的活塞杆竖直向下且固定有v型上压紧块，所述第三滑台的顶端上固定有与v型上压紧块对应的v型下定位块；

5、所述输料架位于机械手的前侧，所述输料架包括若干支撑杆和两个固定连接于若干支撑杆之间的环形框，两个所述环形框上下对称设置且其之间保留有间隔，所述环形框的底端固定安装有线性模组，所述环形框的左右两侧内侧壁上均固定有前后延伸的导轨，所述环形框的顶端滑动连接有载料板，所述载料板的底端左右两侧均固定有滑动套设于导轨外部的滑块，所述滑块与线性模组的移动端之间固定连接有连接板，所述载料板的顶端设置有若干用于放置铝活塞毛坯的放置结构；

6、所述控制柜位于机械手的后侧，所述机械手和输料架均与控制柜通过plc可编程控制器连接。

7、通过采用上述技术方案，先将待切割的铝活塞毛坯放置在输料架上。以两个通过浇冒口固定连接在一起的铝活塞毛坯为一组，将若干组待切割的铝活塞毛坯通过放置结构稳定地放置于载料板的顶端。

8、接着根据铝活塞毛坯的尺寸调整两个夹具工装结构之间的距离。两个夹具工装结构之间的距离的具体调整过程为：同时相向或反向推动两个第三滑台，第三滑台沿着第三y轴滑轨的顶端前后移动。第三滑台带动第三安装架和v型下定位块前后移动。第三安装架带动油缸移动，油缸带动v型上压紧块移动。从而使两个通过浇冒口固定连接在一起的铝活塞毛坯的底端分别对应两个v型下定位块，其顶端分别对应两个v型上压紧块。

9、接着调整第一锯片和第二锯片的位置，使第一锯片和第二锯片分别对应各浇冒口与铝活塞毛坯的连接处。第一锯片的具体调整过程为：推动第一滑台，第一滑台沿着第一x轴滑轨的顶端左右移动。第一滑台带动第一安装架左右移动。第一安装架带动第一锯片和第一电机左右移动，从而使第一锯片对应铝活塞毛坯的头部的浇冒口与铝活塞毛坯的连接处。第二锯片的具体调整过程为：推动第二滑台，第二滑台沿着第二y轴滑轨的顶端前后移动。第二滑台带动第二安装架前后移动。第二安装架带动第二锯片和第二电机前后移动，从而使两个第二锯片分别对应两个铝活塞毛坯之间的浇冒口与两个铝活塞毛坯之间的连接处。

10、接着使输料架中的一块载料板向机械手所在位置移动。具体过程为：启动线性模组。线性模组上的移动端向后移动，从而带动连接板向后移动。连接板带动滑块沿着导轨向后移动。滑块带动载料板向后移动。载料板带动铝活塞毛坯移动至靠近机械手的位置。

11、接着通过机械手将两个通过浇冒口固定连接在一起的铝活塞毛坯放入锯床内并固定。具体过程为：启动机械手，通过大气动夹爪将两个铝活塞毛坯从放置结构中夹出放入锯床内，并使两个铝活塞毛坯分别卡放在两个v型下定位块上。能够自动将铝活塞铸造毛坯放入锯床内，从而提升工作效率和安全性。再启动两个油缸，两个油缸的活塞杆均伸长，带动两块v型上压紧块向下移动压紧在两个活塞毛坯的顶端。从而将活塞毛坯固定在两个夹紧结构之间。

12、接着对两个通过浇冒口固定连接在一起的铝活塞毛坯进行切割。具体过程为：启动第一电机带动第一锯片旋转。推动第一x轴滑轨，第一x轴滑轨沿着第一y轴滑轨的顶端前后移动，第一x轴滑轨带动第一安装架前后移动，第一安装架带动第一锯片前后移动。使第一锯片向活塞毛坯靠近，旋转中的第一锯片即可锯切活塞毛坯的头部的浇冒口；启动第二电机带动第二锯片旋转。推动滑座，滑座沿着第二x轴滑轨左右滑动。滑座带动支撑板左右滑动。支撑板带动第二y轴滑轨左右滑动。第二y轴滑轨带动第二安装架左右滑动。第二安装架带动第二锯片左右滑动。使第二锯片向活塞毛坯靠近，旋转中的第二锯片即可锯切两个活塞毛坯之间的浇冒口。能够同时锯切所有浇冒口，从而提升锯切效率。

13、接着收缩油缸的活塞杆，使v型上压紧块离开活塞毛坯。再通过机械手中的两个小气动夹爪将切割分开后的两个活塞毛坯从锯床中夹出。

14、当一块载料板上的铝活塞毛坯加工完后，通过线性模组使该载料板向前移动，从而使该载料板靠近工作人员。同时，通过线性模组使另一块放置有铝活塞毛坯的载料板向后移动靠近机械手。机械手从与其靠近的载料板上夹取铝活塞毛坯。工作人员将新的铝活塞毛坯放置在靠近其的载料板上。即两块载料板可以进行切换，无需停机等待，进一步提升了工作效率。

15、本发明通过机械手能够自动将活塞毛坯放入锯床内并从锯床内取出，安全性高；且锯床可以同时锯切活塞毛坯的所有浇冒口，锯切效率高。同时，两块载料板可以进行切换，无需停机等待，进一步提升了工作效率。

16、本发明的进一步设置：所述放置结构包括第一支杆、第二支杆和限位杆，所述第一支杆、第二支杆和限位杆均左右延伸，所述第一支杆固定于载料板的顶端，所述第一支杆的顶端固定有若干用于插入铝活塞毛坯的弧形限位板，所述限位杆滑动连接于载料板的顶端，所述限位杆上贯穿开设有若干条形通槽，所述载料板上开设有与条形通槽对应的螺纹孔，所述条形通槽与螺纹孔之间穿设有紧固螺栓，所述限位杆上靠近第一支杆的一侧开设有若干与弧形限位板对应的卡槽，所述第二支杆固定于载料板的顶端，且其顶端与第一支杆持平。

17、通过采用上述技术方案，拧松紧固螺栓，紧固螺栓不从条形通槽与螺纹孔中抽出，限位杆即可通过条形通槽沿着紧固螺栓前后移动。从而根据铝活塞毛坯的长度调整限位杆与第一支杆之间的距离。调整至合适位置后拧紧紧固螺栓，即可将限位杆固定在当前位置。接着将铝活塞毛坯放置在第一支杆和第二支杆上，弧形限位板插入铝活塞毛坯且与铝活塞毛坯的内侧壁贴合。铝活塞毛坯的另一端插入卡槽，且其外侧壁与卡槽的槽壁贴合。从而稳定住铝活塞毛坯，避免铝活塞毛坯晃动。

18、本发明的进一步设置：所述机械手的周边设置有拦网，所述输料架的后半部分穿过拦网。

19、通过采用上述技术方案，拦网的设置能够起到保护作用，进一步提升本发明的安全性。

20、本发明的进一步设置：若干所述支撑杆之间还设置有集料箱和导料板，所述集料箱放置于地面上且位于两根支撑杆之间，所述导料板固定连接于若干支撑杆之间且倾斜设置，所述导料板的顶端延伸至输料架的后侧，所述导料板的底端延伸至集料箱的上方。

21、通过采用上述技术方案，被切断的铝活塞毛坯从锯床中夹出后，放置在导料板上，铝活塞毛坯沿着导料板向下滑动掉入集料箱内。

22、本发明的进一步设置：两个所述环形框中位于下方的环形框的外侧壁上固定有若干延伸杆，若干所述延伸杆的底端固定有防撞板，两个所述环形框中位于上方的环形框的顶端固定有遮盖于载料板上方的防夹套。

23、通过采用上述技术方案，当铝活塞毛坯卡在导料板上没有滑落时，工作人员需俯身用手去拨动铝活塞毛坯。若此时位于下方的载料板刚好向前移动，可能会撞击工作人员的头部。因此，防撞板的设置能够避免载料板撞击工作人员的头部。工作人员将手搭在位于上方的环形框的顶端上时，滑动的载料板可能会夹伤工作人员。而设置了防夹套，工作人员可以放心将手搭在防夹套上，无需担心被夹伤。

24、本发明的进一步设置：所述v型上压紧块的外侧壁上固定有上延伸板，所述上延伸板的中间位置以螺纹连接的方式穿设有第一螺纹杆，所述第一螺纹杆的顶端固定有第一转动块，所述第一螺纹杆的底端固定有防翘板，所述v型下定位块的外侧壁上固定有与上延伸板对应的下延伸板，所述下延伸板的顶端开设有左右延伸的滑槽，所述滑槽内转动连接有丝杆，所述丝杆的一端穿出下延伸板且固定有第二转动块，所述丝杆的外部以螺纹连接的方式套设有沿着滑槽移动的螺母座，所述螺母座的外侧壁与滑槽的槽壁贴合，所述螺母座的顶端穿出滑槽且固定有伸缩杆，所述伸缩杆包括外管和内杆，所述外管的底端与螺母座的顶端固定连接，所述内杆的底端以滑动连接的方式插入外管内，所述外管的外侧壁上螺纹连接有用于顶紧内杆的顶紧螺栓，所述内杆的顶端固定有托板，所述托板的顶端固定有定位板。

25、通过采用上述技术方案，调整完两个夹具工装结构之间的距离后，还需调整防翘板、托板和定位板的位置。具体过程为：通过第一转动块旋转第一螺纹杆，第一螺纹杆能够上下移动，从而带动防翘板上下移动根据活塞毛坯的尺寸规格，调整防翘板的高度。

26、拧松顶紧螺栓，内杆即可在外管内上下移动，从而调整伸缩杆的长度，调整完之后再拧紧顶紧螺栓，即可将伸缩杆固定在当前长度。伸缩杆的长度改变即可带动托板上下移动，从而根据活塞毛坯的尺寸规格，调整托板的高度。

27、调整完托板的高度后，转动第二转动块。第二转动块带动丝杆旋转。丝杆带动螺母座沿着第二滑槽前后移动。螺母座即可带动伸缩杆前后移动。伸缩杆带动托板前后移动。托板带动定位板前后移动。从而调整定位板的位置。

28、将活塞毛坯的头部放置在v型下定位块上时，活塞毛坯的尾部会被托板托住，使活塞毛坯保持稳定。且活塞毛坯的后侧与定位板贴合。从而快速定位活塞毛坯，避免放置活塞毛坯时，活塞毛坯前后偏移，导致在切割活塞毛坯上的冒口时产生误差。且v型上压紧块压紧活塞毛坯的同时，防翘板压紧活塞毛坯的尾部的顶端。防止v型上压紧块压紧活塞毛坯时，活塞毛坯的尾部上翘。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

30、一种用于锯切活塞毛坯浇冒口的自动化设备总成，本发明通过机械手能够自动将活塞毛坯放入锯床内并从锯床内取出，安全性高；且锯床可以同时锯切活塞毛坯的所有浇冒口，锯切效率高。同时，两块载料板可以进行切换，无需停机等待，进一步提升了工作效率。